12 -(1 2) 断層映像研究会雑誌第34巻第I 号

特集 3TMRIの臨床現状と将来展望

総説

抄録

中枢神経領域におけるMRSの応用

原田雅史

徳島大学医学部診療放射線技術学講座

Clinical Application of MRS at 3T for Diagnosis of Central N ervous System

Ma出saばfumi Harada

Department 0ぱf Radiωologiたc T echno logy. School of Medicine, Un iversity of Tokushima.

MRSについての臨床報告はもともと頭部に関するものが多いこともあり、 3Tにおいても頭部の臨床応用が先行し

ている。 しかし、 最近は高磁場の利点を利用して躯幹部のMRSìfilJ定の試みが増加している。 3Tでは信号強度の上昇

のほか周波数分解能の向上や化学シフ ト の拡大が認められ、良質なスペクトルが取得できると期待される。 MRI以

上に高磁場によるメリットはMRSで大きく、 3Tでは時間短縮と質の向上の両面をはかることが可能となり、 CSIを

含むMRSによる代謝物言刊回が実用的な範囲で行えるようになっている。 3Tの普及により MRSの応用がひろがり、 3T

ならではのMRIの有用性の報告が今後増加することを期待している。

Abstract

The main characteristics of high magnetic field for MR signa ls are in crease of signa l/ no ise ratio, high

frequency resolution and increase of susce ptibili ty effec t. The last one is disadvantage to MR

spectroscopy due to tur bul ence of magnetic field homogeneity leading diffi cu lty of localized shimming, but

the others are effect ive as advantage for measurement of MR spectroscopy. Owing to the in crease of

magnetic fi led strength, the quality of MRS is more impr ove d tha n at 1. 5 T and this wiU ca use shorteni ng

measurement time and /or increasing spat ial resolution. In the clinica l setting, the improvement of MRS

quality an d shortening measurement time w iU make metabolites mapping one of the routine M RI

appli cations for patients in ad di tion to the expectation of increasing accuracy and reproducibility for

clinical patients' MRS data. It is hoped that the usefulness and usage of MRS shou ld be re-eva lu ate d for

the clinical setting at 3T

Key words : MRS, MRI, CNS, 3T, susceptib ilit y

はじめに

3T装置はまず頭部の研究用として導入され、臨床用

としても頭部のみの認可で、あったが、時間をあまりお

かず全身用としても認可され、現時点では 3 社のメ ー

別刷請求先: 干 770-8509 徳島市蔵本町3-18- 15

カ ーの装置が臨床用 3TMRI装置として認められるよ

うになった。 本邦においても全身用 3T装置が臨床用

として出揃ったことにより、臨床現場への普及が急速

に進む気配がみえてきた。 MRSについての臨床報告は

徳島大学医学部診療放射線技術学講座 原田雅史

TEL : 088-633-9022 FAX: 088-633-9022

2007年4月30 日 13 -(13 )

特集 3TMRIの臨床現状と将来展望

もともと頭部に関するものが多いこともあっ て、 3Tに

おいても頭部の臨床応用が先行している。 しかし、 最近

は高磁場の利点を利用して躯幹部のMRS測定の試みが

増加している。 但し動きのある胸部や腹部の躯幹部で

の有用性については、前立腺等の一部をのぞいてはま

だ一定の合意には至っていない。 本論文では まず3T

MRSの有用な応用例を提示し、次に1.5T以下の装置と

比較して3T装置のもつ特徴について概説し、 3T MRS

の最近の新しい動向について解説する。

3Tにおけるproton MRSの有用性

1.5TのMRSで有用と報告されている疾患については

3Tでも有用であると考えられるが、1.5Tでは精度の関

係から差異が明瞭でなかった疾患や領域についても3T

では有用な可能性がある。 しかし、現時点では検討数が

少なく 3T独自の有用性については今後の症例の蓄積を

待ちたい。 ここでは1.5Tでの報告をもとに、 3TのMRS

で期待される領域について疾患のカテゴリ ー別に検討

する。

1 ，脳腫蕩

1 ) astrocytomaのGradeや増殖能との関係

これまでのところ1.5Tによる報告がほとんどである

が、既にastrocytomaのGrade と NAAの低下やChoの

上昇には相聞があり、乳酸の増加とも相闘があるとさ

れている (図1) J) 。 また腫蕩の増殖能を示唆するMIB-l

(Ki-67) と Choとの聞にも相聞が報告されている2) 。 し

かし、各Grade間で、多少の重なりがあり、測定部位内に

含まれる壊死の量にも左右されることから、測定領域

が大きい場合は画像情報の参考程度にとどめた方がよ

いこともある。 3Tにおいては測定精度の向上に加えて、

測定領域を小さくできると期待され、各Grade間で、の

重なりも小さくなる可能性も考えられる。 今後の症例

の蓄積を待ちたい。 最近ではChemical shi丘町laging

(CSI)で'Choの増加が多いところを標的にbiopsyを行

う (CSI-guide biopsy) ことにより、組織のGrade診断が

より正確に行える報告もある3) 。 大きなgliomaについて

はマルチボクセルによる代謝物マップが有効であり、

特に 3Tでは質の向上と測定時間の短縮が可能である

ことから、1.5T以上に脳腫蕩の診療においてマルチボ

クセル法の活用を図るべきと考えられる。

2) 放射線壊死と再発との鑑別

放射線壊死の多く はChoをはじめほとんどすべての

代謝物が低下するが、再発で、はChoが増加することに

より鑑別が可能とされていた(図2) 。 しかし放射線壊

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GradelV

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削iji川ibw4.0

ppm

Radiation necrosis Tumor recurrence

図 2. Comparison of proton MR

spectra between radiation necrosis

and tumor recurrence

14 -(1 4) 断層映像研究会雑誌第34巻第l号

特集 3TMRIの臨床現状と将来展望

T2・WI ( ROI )

図3. An example of proton MRS in a patient with radiation necrosis by different TEs

DWI

IIEA ('I

fav : ~~x:::4 t5-;-Ot-~f-l-:-5$p一ー→1/01: 00 内56:-; 1~月 NE)( -<

acetate

2 ppm

Aminoacids acetate

ぜ1)\/1.，ド品1..".，-""，... vJl " 川T ，J ì22ht E: 1 3写

~.!3;I~川 - . 3 2 ppm

Amino ac id s

proton MRS (TE=18ms ) proton MRS (TE=135ms )

図4. An example of proton MRS in a patient with brain abscess by different TEs

死の反応が強い一時期にはChoが上昇することが報告

されている4.5) 。 その際、盛んな壊死を反映して、 lipidの

信号も上昇することが特徴であり、再発と区別する目

安にすることができる(図3) 6) 。 また時間的にも画像変

化より MRSによ る変化が先行することが知られてお

り、経過観察をする上でもMRSを行う価値は高いと考

えられる。

3) 脳膿蕩と他の嚢胞性疾患との鑑別

脳l鵬蕩は嫌気性菌による感染が多く、特徴的な代謝

物を嚢胞内に認めることが知られている (図4) 7.8) 。 拡

散強調画像で高信号を呈することで多くは診断が容易

であるが、 類皮嚢胞等の拡散強調画像で高信号を呈す

る嚢胞↑出盟痛との鑑別に利用でき る (図5) 。

4) 脳腫蕩の組織型の鑑別

髄膜腫が比較的特徴的なスベクトルパターンをとる

ことが知られており(図6) 、 NAA、 Crがほとんど認め

られず、 Choが高く 、時にalanineのピークが認められる

9) 。 髄)j期重と鑑別を要するhemangiopericytoma (血管

外皮腫) で、はmlnsの信号が高いことが特徴的とされて

おり、比較的明確に区別可能と考えられている 10) 。

神経鞘腫もNAA、 Crが非常に低く Choが高く 、髄膜腫

のパター ンに近く、 alanineがあれば髄1則重と考えられ

るが、はっ きりしない場合はMRSのみでは鑑別は難し

い。 しかし、 MRIの所見を合わせると髄1期重と神経鞘腫

の鑑別は比較的容易と思われる。

図7に脳表に接して認められた脳腫蕩を呈示する。 画

像からは脳実質外からの発生も考えられ髄膜腫も含め

20071，jô4月 301:1 15 -(1 5)

特集 3TMRIの臨床現状と将来展望

V可

3 2 ppm

DWI proton MRS

図5. An example of proton MRS by long TE (135ms ) in a patient with epidermoid

て検討された。 MRSからはChoの高値のほかlipid/lac

の上昇 と mlnsかグリシンと思われる信号が認められ

た。 強い造影効果や拡散強調画像でやや高信号にみえ

ることもあわせ考えると悪性リンパ腫の可能性が最も

高いと考えられ、 手術にて確認された。

Central neurocytomaで、はNAAがほとんど認めら

れず、 Cr、 Choの信号が明l僚にみられる。 この腫蕩は神

経細胞からなる比較的分化度の高い腫痛とされている

が、 NAAを産生するには至っていないと考えられるll ) 。

2. 血管障害

いわゆるischemic penumbraについての診断は、現

時点ではDWIと PWIの異常域のミスマッチで判断して

おり、十分とはいえない。 本来は酸素需給の不均衡を証

明する必要があるため、 PET等による代謝評価が必要

である。 通常のMRIのみではこの評価は困難であるが、

proton MRSによる乳酸の上昇程度がこの酸素需給の

不均衡の 1 指標となることが期待される (図8) 12)0 T

2 強調画像で信号異常を認めない超急性期の脳梗塞に

おいては、通常NAA、 Cr、 Choの信号は保たれており、

NAAが低下するのは非可逆的な変化となっ てからと

考えられている。 NAAの低下が認められた部位は成人

の場合、非可逆的な可能性が高 くなると考えられる。

但し慢性期の虚血においては手術的に権流を改善す

ることにより NAAがやや上昇する傾向も認められて

おり 1 3) 、 NAAの信号の可逆性はNAA低下の程度にも

よる。

DWI

proton MRS

PRESS,TE=135ms

図 6. An example of proton MRS on meningioma

showing high peak of choline

3. 小児における脳疾患とてんかん

小児においては神経発達による変化がproton MRS

で認められており (図9)、自閉症等の機能的な|障害にお

いてもNAA等の代謝物が低い傾向が報告されている

14 ) 。 てんかんでは焦点においてNAAの低下が知られて

おり、側頭葉てんかんにおける焦点の検出にも有用と

考えられている 1 5) 。 このようにNAAの濃度や分布は神

経細胞の密度や成熟度を剤耐する指標と考えられ、小

児における精神神経発達を定量的に評価する方法とし

ても利用できる可能性がある。

16 -(1 6)

特集 3TMR Iの臨床現状と将来展望

断層映像研究会雑誌第34巻 第I号

'- _ _.. Cho mm s or

2 DWI T2・WI Contrast enhanced

T1 -WI ppm

proton MRS STEAM (TE=18ms )

図7. An example of proton MRS on malignant Iymphoma showing high peak of choline and myo-inositol/glycine .

さらにミトコンド リ ア脳筋症 (MELAS) やLeigh脳

症のような高乳酸血症を呈する症例においても有用

である 16) 。 これらの疾患では髄液中の乳酸を測定し、

中枢神経の代謝障害を知る指標と しているが、 proton

MRSでは非侵襲的に脳内の乳酸濃度を定量的に評価

することが可能であり、侵襲的な髄液検査の代替えと

なる可能性がある。 (図10) 。

4. 変性疾患

近年遺伝子の角附庁によって疾患の概念がかなり変化

してきた領域であるが、 MRSはゲノムの発現であるプ

lactate

ischemic penumbra

ischemic core DWI

ロテオームを評価する手段と しても期待されている。

神経変性疾患には既にポリグルタミン病のようにその

原因遺伝子が同定されているものがあり 、我々の検討

ではポリグルタミン病の一種であるDRPLAの患者で

は、遺伝子解析による遺伝子の異常の程度と proton

MRSによる小脳及び大脳のNAAの低下程度とに相闘

が認められた17) 。 また、アルツハイマー病においても形

態変化よりも先にNAAが低下し、 Cho及び:'mlnsが上昇

する報告も認められており 18) 、 診断のパラメ ー ターに

なるとともに、治療経過や予後の推測に利用できるの

ではないかと考えられる19) 。

さらに代謝 ・ 変性疾患では画像では異常が乏しいこ

とが多く、症状を説明できる病変を検出できないこと

もある 。 図11 に多発性硬化症におけるCSI法のマップ

対倶~

図 .8 An example of CSI data in a patient of acute

cerebral infarction. The lactate signal was shown

depending on the area of hypoperfusion area .

2007年4月30 日 17 -(1 7)

特集 3TMRIの臨床現状と将来展望

パ

i1J川

バ州幻，~

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，~，‘・Sゐ 1:'場，‘ 睡

山

剛山3・… ‘~nl" 計四ご 唯・

5 months old 2 years old

図9. The difference 01 proton MRS by aging growth in childhood .

を示す。 本症例では右上下肢の脱力があるが、 T2-WIで

ははっきりした異常信号は認めなかった。 CSI法では

右にくらべて左大脳半球にNAAの低下とChoの相対的

な上昇が認められ、 NAA/Cho比では左大脳白質にお

いて低値が認められた。 いわゆる normal ap p ear ing

w hi te matterの症例と考えられた。 このように画像で

取得困難な代謝情報の異常が、 3Tで約3分間の測定時

間で得られるようになった。 3Tの登場により、ょうや

く代謝物マップが臨床検査として実用的になっ たと考

えられる。 今後形態検査のオプションとして有力な手

法となることが期待される。

しかしproton MRSによる各種変性疾患の診断にお

ける感度や特異度についてはト分な報告は認められず、

今後の検討が必要である。特に測定精度の点からも3T

での検討がのぞまれる。

静磁場強度上昇にともなう特徴的変化

表 1 に3T と 1.5TのMRIを比較した場合の代表的な相

違点についてまとめた。 このうち、 MRSデータに影響

する項目としては、信号強度比と磁化率効果及び緩和

時間の変化が主であるが、誘電効果の影響も磁場の均

一性に関連してくる。 これらの特徴は画像と同様で、あ

E・oY:Z4..z.:1 問削........

，""・‘制開山，、

10 years old

図10. An example 01 proton MRS in

a patient with MELAS showing high

lactate be10re the therapy and

improvement after the therapy .

After therapy

図11. N AAl Cho ratio map

An example 01 a metabolite map in a patient with multiple

sclerosis showing N AAl Cho ration in left parietal white

W>atter.

り、 MRIと同等の影響が考えられる。 しかし化学シフ

トや周波数う日持能の変化は、 MRSにおいて顕著にデー

タに反映され、特に化学シフ ト画像の質に関係する。

安全性に関連する項目としてはSARや磁気吸引力が

ある。 SARについてはMRSのシークエンスではあまり

問題になることは少ないが、デカップリングを行う;場

合には注意が必要である。

18 -(1 8) 断層映像研究会主ff誌貨í34巻第p士

特集 3TMRIの臨床現状と将来展望

陪翻E・E・-・園田図12. Difference of proton MR spectra on the same

normal subjects between 3T and 1.5T 3Tesla

1. MRSの信号に影響する項目

1 ) 信号強度の上昇

1.5Tesla

理論的には磁場強度に比例 して信号強度も上昇する

ことが期待され、 3Tでは1.5Tにくらべて 2 倍のS/N比

が得られるはずである。 しかし、静磁場強度 (BO) の均

一性やRF信号 (Bl ) の精度との関連や、コイ ルの抵抗

及び、信号ロスの丸神 (Q値)等によ り理論値通りの結果

をえることは容易ではない。 しか し、コイ ルを含めた装

世の調整と測定環境の整備によ り理想に近づける こと

は可能であり 、 その よ うに良好な コ ンデイション下で

は1.5Tとくらべて3TのS/N比は明らかに高い。 図12は

同一被検者での同一部位を同一条件で測定 したスペク

トルであるが、 3TにおけるS/N比の上昇が明瞭である。

2 ) 磁化率効果の上昇

3Tでは1.5T と くらべて磁化率効果のF5草壁が上昇する

が、これはMRSに対して欠点となると考えられる。 欠

点と して はsusceptibility artifactの増強や磁場均一

性の低下が挙げられ、出lÚlをきたしている部位や金属

沈着が強い部位では磁場均一性の確保が困難となり 、

スペク トルの質の低下の原因となる場合がある。 しか

しBOLD効果は増強するため、 MRSにおけるBOLD効

果の許刊ITIîが可能と なるかも しれない。

3 ) 化学シフトの上昇と周波数分解能の向上

3T装置では1.5Tとくらべてプロト ン原子の共鳴周波

数は 2 倍になり 、 静磁場均一性が保たれておれは、、 周波

表1. Characteristics of 3T MRI in comarison with 1.5T

Item Change Eff ect 01 imaging study

Signallntensity In crease (x2 ) Ad va nt age

Susceptibility effect In crease Adv ant age & Disadvantage

Chemica l shift In crease Adv antage & Di sadvantage

Frequency reso lution Increase (x2 ) Advan tage

Conductivity In crease Di sa dv antage

T1 value Incr ease Ad vantage & Di sadvantage

T2合 value Decrease Di sa dv antage

T2 value Alm ost sa m e non e

SAR Increase D isa dv antage

Metal abso rpt ion Increase D isadva nt age

Noise Some In crease Di sa dvant age

200751二4 月 3011

数分ì-W?能も磁場強度に比例することが期待される。 こ

れは水と脂肪との共I!鳥周波数 (Hz) の差が大きくなる

ことを意味し、これにより化学シフトも大きくなり、い

わゆる化学シフトアーチファクトは3Tの方が目立つこ

とになる。 この特f設はMRスペクトルにおいては非常に

有利に働き 、 信号強度比の上昇と周波数うt19t能向 tの

ダブル効果により高磁場において良質のスペクトルの

取得が可能となる。 図12のスベクトルでもピークの分

解能が3Tで高いことがわかる。 MRSのマルチボクセル

法である化学シフト画像においても各代謝物信号の分

離は3Tesl aの方が良好で、あり、良質の代謝物マップの

取得が1.5Tより短いl時間で可能である。

4 ) 誘電率効果の影響

磁場上昇に伴って、誘電率が高くなり、この効果の画

質への影響が顕著となってくることが知られている。

実際の臨床画像ではSE法のTl-WIで特に認められる。

図13に頭部のSE法とSPGR法によるTl-WIを示すが、

SPGRにくらべてSE法で頭蓋内の信号の不均ーやコン

トラストの低下が目立つ。 BO、 Blの不均一性のほかに、

誘電率効果の影響が示唆される。 マルチボクセル法の

MRSであるCSIでも同様の傾向が認められ、中央の信

号が高く 辺縁の信号が低い傾向が認められる。 またこ

の影響は腹部等測定対象が大きくなるとさらに影響が

目立ってくるものと考えられる。

5 ) 緩和時間の変化

磁場上昇に伴って、Tl緩和l時間は延長し、 T2*緩和時

間は短縮、 T2緩和時間の変化は少ないが実際にはやや

短縮傾向にある。 このような緩和l時間の変化により同

19 -(19 )

特集 3TMR Iの臨床現状と将来展望

図 13. Difference of T1 ・W images by SE and

SPGR methods

図 14. Detection of GABA signal on 3T MRI using

MEGA-PRESS by an editing method

An example of a spectra by MEGA-PRESS demonstrating a

peak of GABA.

20 -(20)

特集 3TM円|の臨床現状と将来展望

じTR、 TEの設定では得られるコントラストが少し異

なる場合がある。 病態における緩和時間の違いは現時

点では詳細11には検討されておらず、今後の諜題と考え

られる。

2. 安全性に関係する項目

1)磁気吸引力の上昇

鉄等の磁性体の吸引力は向磁場ほど高いが、 金属の

持ち込みのチェッ クを厳重にすることによりこれまで

大きな問題とはなっ ていなし、。 しかし、へアピン等の小

さ な金属は本人も気づかずに持ち込む場合があり、小

さ な金属は吸引されて装置の内部に潜り込むと発見と

除去が非常に困難となるので、注意すべきである。

2 ) SARの上昇

磁場上昇にともなう大きな問題点がSARの上昇で、あ

る。 SAR~ま電磁波の組織吸収率であり、照射された部位

の温度上昇と関連があっ て、体温上昇や火傷の原因と

なるために安全性の聞で最も注意すべき項目の 1 つで

ある 。 例えば規定では6分間の平均化時間で頭部では

3.2W/kgが上限値と定められている。 SARは磁場の 2

釆に比例して上昇することが知られており、 3Tでは

1.5Tの4倍の上昇となる 。 従っ てRFによる局所温度上

昇.の封建防f大きく、簡単に制限値に達してしまい、測定

の中断や休止が必要になることに注意すべきである。

特に短いTRで180度パルスを多用するシークエンスで

SARの制限に達することが多く、 FLAIRやSE法のTl­

WIを2回以上連続して測定することが困難な場合があ

る 。 従っ て、 l連の検査における測定プロトコールにお

いてSARの高いシークエンスを連続しない配慮が必要

となる。 幸い現時点でのMRSìJ[1j定でシングルボクセル

法、マルチボクセル法ともにSARは低く、 高いSARを

必要とする シークエンスの合間にいれることにより、

検査における平均SARを下げることが可能で、ある。 こ

のようにMRS測定は一連のMRI検査の中に組み込む

ことが普通であるため、 MRS測定の順番を工夫するこ

とにより、 高いSARの必要な画像検査も時間の無駄な

く MRI検査プロトコールを作成することカ可能である。

3 ) 被検者への生理的影響

高磁場の中で移動あるいは体動がある場合被検者に

生理的な変化を及ぼす;場合がある。 最も多いのは11玄量

断1M映像研究会雑誌 第34巻第I号

やふらつきであり、ひどい場合はl恒吐を来たすことも

ある 。 著者もミネソタ大学で7Tの装置の直近では軽い

舷最感を感じたことがある。 しかし 3Tではほとんど感

じず、1.5Tと大差ないと思っている。 実際にこれまでの

経験で 3Tの測定において患者やボランテイアの被検

者から強い11立量やふらつきの訴えはなかった。

騒音はメーカーによる違いもあるが、概して1.5T よ

りは大きな騒音のことが多いと思われる。 MRSの測定

においても耳栓はぜひ必要なアイテムである。 今後メ

ーカーへ装置改善として最も望みたい項目の1つであ

る 。

変動磁場によるや/1経刺激は傾斜磁場コイル自身の形

状や傾斜磁場のかけ方や大きさに影響され、静磁場強

度とは直接関係ない。 しかし3T装置では高性能の傾斜

磁場を搭載していることが多く、 slew rateや最大傾

斜磁場も高く、神経刺激の原因となることに注意すべ

きである。

どのような時に3Tで、proton MRSを行うか?

通常のMRIの測定に引き続き proton MRSを施行す

る場合の適応については、目的別に下記のような場合

が想定される。

1. 神経細胞の障害の状態について定量的な指標が

必要な時

これにはNAAやGlxが役にたつと考えられる。 例え

は、小児の発達障害やアルツハイマー病におけるニュー

ロンの障害の程度等、ネ11 1経細胞督度に関係する情報を

得たいl時に有用である。 これまでproton MRSの有用

性として最も多く報告されている指標であり、中枢布l'

経の疾患のすべてにおいて利用できるものである。 予

後の推測や経過観察にも利用できるとおもわれ、 proton

MRSにおける最も基本的な情報となる。

2. エネルギー代謝障害の有無を知りたい時

lactate σの〉信号の有1無A以~

虚I血但やミトコンドリア異異-常等内因、外因の区別なく、エ

ネルギ一代謝|障埠害の存在を知ることがでで、 きる。 形態的

に変化がなくても lactateの信号を認めれば、虚血や低

酸素のほか代謝異常や変性疾患も含めて早急に原因を

精査する必要があると考えられる。

2007年4)')30 rI

3. MRIで認めた異常信号の鑑別に苦慮した時

非特異的な信号変化を認めた;場合の鑑別診断の補助

として、 MRSの特別な代謝物信号が決め手になること

もある 。 例えば脳)j出場におけるacetateや髄JJ莫腫におけ

るa出血eの上昇などが考えられる。 しかし 一般的には

放射線壊死と再発の鑑別のように主たる信号の変化と

lipid等の非特異的な信号の変化の割合によ って判断す

ることの方が多い。

4. 腫蕩等の細胞密度や増殖能を評価したい場合

これはChoの信号を指標とすることができる。 主には

脳腫蕩の場合が対象となるが、組織診断の一助となる

ほか、経過観察や治療効果評価に利用できる 。 また、

proton MRSより測定感度は低いが、 31P-MRSで~!!f;機

リンやATPの低下のほか細胞内pH等からエネルギ一

代背情報を取得することができる20) 。

高磁場装置を用いた最新動向

1. 神経伝達物質に関連する機能評価

高磁場装置を用いることにより、 editingという 手法

により比較的微量な y -アミノ酪酸 (GABA) (図14 ) や

グルタチオン (GSH) の測定が可能となり、グルタミン

酸の測定精度も飛躍的に向上すると考えられる 。

GABAやグルタミン酸は神経伝達物質ともなるアミノ

酸であることから、脳機能との関連も高いと思われ、脳

高次機能の障害の寄附れこ利用できる可能性が考えられ

る。 例えばうつ病や強迫性障害等の疾患で、は、脳の形態

的異常に乏しいが、神経伝達物質等の代謝異常の存在

が示唆され、 MRSでこれらの許叫町が可能とする報告も

散見される2 1-23) 。

2. 他核種のMRSの応用

古くから31P-MRSは報告があり、 ATPの変化や無機

リンの変化が寄附!日可能で紺|胞内pHも測定できる等の利

点がある。 19F-MRSでは5-FU等のフッ素化された薬剤

の動態が観察可能であり、 13C-MRSでは13Cで標識され

たグルコース等の代謝が評価li可能である。

PETにおける 1 8F-FDGの有用性は既にひろく知られ

ているが、 FDGは細胞内に蓄積しほとんどTCAサイク

ルでは利用されない。 FDGは毒性があり、大量には生

体には投与できない。 しかし13C標識物質は通常の12C

物質と生体内での代謝は同様であり、 13Cに伴う毒性は

21 -(2])

特集 3TMRIの臨床現状と将来展望

なく、生体内の自然な代謝変化や代謝速度の評価も可

能となる。 しかしMRにおける 13Cの感度はprotonの

1/100程度であり天然存在比も 1%程度である。 13C-MR

の問題点はこの感度の低さであり、これを改善するた

めに 13Cの含有割合を高めたり、過偏極により感度を増

加させたりする方法が試みられており、画像化の報告

も認められる。 今後感度の問題が解決されれば、 MRを

用いた機能・代謝変化として多くの糖やアミ ノ酸の代

謝評価が可能となり臨床応用が期待される。 PET と

同様の機能的検査が行える可能性がある24 ) 。

3. 代謝物の拡散能と拡散テンソル

代謝物の拡散能の測定により 局在する細胞内の環境

の変化が評価できる。例えばNAAの拡散能は神経細胞

内の環境の変化に関連し、 mlns'折111経路~+IJ胞内の状態

を反映する可能性が考えられる。 これらは病態の背景

や病因の検討に利用できると推察される。 また、最近で

は代謝物の拡散テンソルにより、代謝物拡散の異方性

の評価を行っ た報告もあり、病態の早期変化の検出や

機能的予後との関連等に有朋性が期待される。

高磁場MRSの将来性

非侵襲的に脳内代謝を評価できる手法としてMRSは

非常に有力な手法であるが、残念ながら3Tを用いても

現時点では感度の面でPETにはるかに劣る。 今後さら

に静磁場強度の上昇と高感度のコイルの開発に加えて、

過偏極によるMR感度の向上等の新たな技術応用が進

めば、それらの相乗効果により感度の問題が改善され

ると期待される。 そうなれば'PETと相補的あるいは代

替え可能な機能検査となる可能性がある。 また放射線

被爆が無いことや、放射線の汚染の危険性及び管理の

必要がないことは臨床、研究の両面において大きな利

点となり、 MRSを含めたMR検査が今後臨床診断に欠

かせない大きな武器となると考えている。

22 -(22 )

特集 3TMRIの臨床現状と将来展望

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